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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种双发直升机回避区曲线计算方法，包括：统计双发直升机参数及其使用的发动机参数；依据所述统计的参数，计算双发直升机前飞需用功率,并绘制Nxu‑V0曲线；依据直升机前飞需用功率，计算双发直升机单发失效与全发失效时的下降率，绘制下降率曲线；依据所述下降率曲线与双发直升机起落架所能承受最大着陆速度的交点，计算双发直升机回避区曲线关键点；依据计算的双发直升机回避区曲线关键点，绘制双发直升机回避区曲线。较之前现有的计算方法本发明的计算结果更加准确；可以在直升机进行飞行试验之前，先确定直升机回避区大致范围，对于后续的飞行试验具有先行的指导作用。

主权项：1.一种双发直升机回避区曲线计算方法，其特征在于，步骤如下：1统计双发直升机参数及其使用的发动机参数；2依据所述统计的参数，计算双发直升机前飞需用功率Nxu,并绘制Nxu-V0曲线；3依据直升机前飞需用功率Nxu，计算双发直升机单发失效与全发失效时的下降率，绘制下降率曲线；4依据所述下降率曲线与双发直升机起落架所能承受最大着陆速度的交点，计算双发直升机回避区曲线关键点；5依据计算的双发直升机回避区曲线关键点，绘制双发直升机回避区曲线；所述步骤4具体包括：确定回避区曲线关键点的速度与高度，关键点包括：低悬停点A、低速回避区拐点C、高悬停点D、高速回避区起始点E、高速回避区最高位置点F；低速回避区拐点C和高速回避区起始点E的速度：在直升机全发失效和单发失效的下降率曲线图上绘制每种状态下的起落架设计最大安全速度Vymax，得到左右两个交点；左交点为C点的速度VC，右交点为E点的速度VE；低悬停点A的速度和高度：低悬停点A的速度VA＝0；由于前飞速度为0，如果在此时发动机全部失效，则旋翼转速逐渐降低，升力损失，直升机开始下降，旋翼在发动机失效后2秒到达最低转速，且假设此时驾驶员开始进行总距操纵，使直升机触地前旋翼维持最低转速，且触地瞬间旋翼拉力等于直升机重力；双发直升机全发失效后，直升机加速度变化情况为：全发失效后，加速度逐渐增加，直升机开始做加速度匀速增加的加速运动；2秒后，驾驶员开始进行总距操作，此时直升机下降加速度达到最大，之后，直升机开始做加速度匀速减小的减速运动，当直升机触地时，直升机下降加速度为0；双发直升机全发失效后，直升机速度变化情况为：全发失效后，速度逐渐增加，直升机开始做加速度匀速增加的变加速运动，速度变化图应为二次曲线；2秒后，驾驶员开始进行总距操作，此时直升机下降加速度达到最大，速度图中曲线斜率最大，之后，直升机开始做加速度匀速减小的变加速运动，当直升机触地时，直升机速度最大，且不能超过起落架设计最大安全速度Vymax，此段速度变化图也为二次曲线；当双发直升机全发失效后最大下降速度等于起落架设计最大安全速度Vymax时，对应的下降高度即为直升机全发失效时低悬停点A的高度；全发失效后直升机失效后加速度和速度变化图计算具体包括：由下式计算旋翼转速确定发动机失效后的拉力损失： Ωmin为发动机失效后的旋翼最小转速；继续计算得到直升机加速度a、积分后得到着陆时的速度v及掉落高度h如下： v＝∫adt；h＝∫vdtm为直升机质量；当直升机在低悬停点A发生单发失效时，旋翼转速也会降低，具体为：双发直升机单发失效后，直升机加速度变化情况为：单发失效后，加速度逐渐增加，直升机开始做加速度匀速增加的加速运动；一定时间后，旋翼转速降为单发失效后旋翼最小转速；此后旋翼转速不变，加速度不变；2秒后，驾驶员开始进行总距操作，此时直升机开始做加速度匀速减小的减速运动，当直升机触地时，直升机下降加速度为0；双发直升机单发失效后，直升机速度变化情况为：单发失效后，速度逐渐增加，直升机开始做加速度匀速增加的变加速运动，速度变化图应为二次曲线；当旋翼转速降为单发失效后旋翼最小转速后，直升机下降加速度不变，直升机做匀加速运动；2秒后，驾驶员开始进行总距操作，加速度开始减小，直升机开始做加速度匀速减小的变加速运动，当直升机触地时，直升机速度最大，且不能超过起落架设计最大安全速度Vymax，此段速度变化图也为二次曲线；当双发直升机单发失效后最大下降速度等于起落架设计最大安全速度Vymax时，对应的下降高度即为直升机单发失效时低悬停点A的高度；低速回避区拐点C的高度：对于A-C段中任一速度处，与A点相比，增加了水平飞行动能，在发动机失效后，此动能转化为旋翼旋转动能，减小直升机下降的加速度，进而提高此时直升机允许的飞行高度，加入能量转换效率为η1，则有： 式中，a1为有前飞速度时直升机对应的下降加速度；HA-C为下边界A-C上任一点的高度；VA-C为下边界A-C上该点的速度；HA为低悬停点的高度；m为直升机质量；g为重力加速度；下边界A-C上任一点高度HA-C为： 将低速回避区拐点C的速度代入上述下边界A-C高度公式，得到低速回避区拐点C的高度HC为： 高悬停点D的速度和高度：对于回避区上边界C-D段中任一处速度，与C点相比，水平飞行动能小，高度势能大，在发动机失效后，此时高度势能转化为平飞动能且抵消该高度对应的应产生的垂直方向动能，从而减小直升机的稳定下降率到起落架允许的最大安全速度，加入能量转换效率为η2，则有： 式中，a1为有前飞速度时直升机对应的下降加速度；因此，上边界C-D的任一点高度HC-D为： 式中：HC-D为上边界C-D上任一点的高度；VC-D为上边界C-D上该点的速度；HC为低俗回避区拐点C的高度；若直升机在回避区上边界处发生失效，在进行操纵前，有1秒的识别发动机失效的时间间隔；在计算的回避区上边界基础上加上ΔH，ΔH为发动机失效后前1秒内直升机降落的高度；此时，上边界C-D的任一点高度HC-D'为： 高悬停点D的速度VD＝0，将其代入上述上边界高度公式，得到高悬停点D的高度HD为： 高速回避区起始点E的高度：高速回避区起始点E的高度为0；高速回避区最高位置点F的速度和高度：以飞行速度大于100kmh，飞行高度15m作为高速回避区最高位置点F的速度和高度。

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